印度的月船 3 號(hào)登月成功，在網(wǎng)絡(luò)上也引起了不少爭(zhēng)論，很多人都想知道，印度的航天技術(shù)到底怎么樣？和我們都有哪些差距呢？
其實(shí)，所謂外行看熱鬧內(nèi)行看門道，單從一個(gè)項(xiàng)目的成敗來討論一個(gè)國(guó)家的航天技術(shù)是不夠全面的，所以今天咱們就來來看看印度的運(yùn)載火箭的發(fā)展歷史，對(duì)印度的航天技術(shù)有個(gè)管中窺豹的認(rèn)識(shí)。
(資料圖片)
印度的月船 3 號(hào)，圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
印度航天，起點(diǎn)高，進(jìn)度慢
1947 年，印度獨(dú)立，因?yàn)椴⒎嵌?zhàn)的主要戰(zhàn)場(chǎng)，獨(dú)立的過程也并沒有經(jīng)過鏖戰(zhàn)，英國(guó)在印度經(jīng)營(yíng)這么多年剩下的工業(yè)和教育基礎(chǔ)都還在，所以相比咱們新中國(guó)剛成立那會(huì)兒來說，印度的起點(diǎn)要比咱們多多少少高一點(diǎn)。
不僅起點(diǎn)高一點(diǎn)，他們的國(guó)際環(huán)境也比咱們強(qiáng)，與咱們不同，并沒有一個(gè)像美國(guó)那樣的超級(jí)大國(guó)想要把它扼殺在搖籃里。
看上去這樣的起點(diǎn)和環(huán)境應(yīng)該更有利于航天技術(shù)發(fā)展，但實(shí)則恰恰相反，正是因?yàn)閲?guó)際環(huán)境的松弛，使他們并不需要盡快擁有核技術(shù)和彈道導(dǎo)彈技術(shù)。而各國(guó)的航天都是從彈道導(dǎo)彈開始的，這倆本質(zhì)上一回事兒。
到 60 年代，印度都沒有正經(jīng)搞過航天，甚至沒有專門搞航天的國(guó)家部門。1962 年，到了中印邊境自衛(wèi)反擊戰(zhàn)，咱們獲得了勝利，印度這才開始全力追趕。
衛(wèi)星上天，用的是別人家的火箭
這個(gè)時(shí)候，咱們的東風(fēng)一型彈道導(dǎo)彈已經(jīng)成功試射了，東風(fēng)二已經(jīng)在研制了，但印度這邊還啥都沒有呢。咱們的東風(fēng)一號(hào)是從蘇聯(lián)提供的 P2 導(dǎo)彈仿來的，相當(dāng)于是蘇聯(lián)給了技術(shù)。
印度能不能這么做呢？不能，因?yàn)樗麄儺?dāng)時(shí)正在搞不結(jié)盟運(yùn)動(dòng)，就是不管是美是蘇，我都既不跟你結(jié)盟，也不跟你敵對(duì)，主打一個(gè)若即若離、若隱若現(xiàn)，那自然就不可能拿到彈道導(dǎo)彈這么重要的技術(shù)。
沒有盟友也就沒有敵對(duì)陣營(yíng)，所以他們可以從各國(guó)買探空火箭回來研究研究，就那種碗口粗幾米長(zhǎng)的那種小玩意兒，美國(guó)的、蘇聯(lián)的、法國(guó)的都有。
印度早期發(fā)射的探空火箭，只能用自行車來當(dāng)運(yùn)載車
1967 年，印度終于成功發(fā)射了他們的第一枚探空火箭“魯西尼”，它全長(zhǎng)足足有 150 厘米，能飛足足 10000 米高，到今天也就是個(gè)防雹火箭的水平。
三年之后，中國(guó)的長(zhǎng)征一號(hào)火箭帶著東方紅一號(hào)衛(wèi)星進(jìn)入了地球軌道，這回印度徹底坐不住了，咋辦？那時(shí)候中蘇關(guān)系已經(jīng)破裂了，蘇聯(lián)一直積極拉攏印度，順?biāo)浦鄣氖虑椴桓砂撞桓伞?/p>
于是印度跟蘇聯(lián)簽訂了協(xié)議，用印度一些重要港口的使用權(quán)，交換航天技術(shù)的合作。讓蘇聯(lián)手把手教印度造火箭這時(shí)候是來不及了，所以印度就先自己造了一顆人造地球衛(wèi)星，讓蘇聯(lián)用他們的火箭給打上去。
早期的幾款印度火箭，性能不佳
火箭發(fā)展坎坷路
后來，在經(jīng)歷了一次發(fā)射失敗之后，1980 年，印度自主研制的 SLV-3 火箭將他們的魯西尼-1 衛(wèi)星，送上了太空?？雌饋?，印度人終于掌握了航天技術(shù)。
SLV-3 火箭，圖片來源：作者提供
但是如果我們來看一下這個(gè) SLV-3 的話就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它其實(shí)有一些奇葩，這是用四級(jí)的純固體火箭。
固體火箭相對(duì)液體火箭來說簡(jiǎn)單一些，但是效率也比較低，所以為了能夠入軌，印度只好分了 4 級(jí)，才能將 35 公斤的魯西尼-1送上太空，而且軌道高度比較低，運(yùn)行了 20 個(gè)月就墜入大氣層了。而咱們的東方紅一號(hào)重量是 173 公斤，而且軌道高度更高，1970 年發(fā)射到現(xiàn)在還在運(yùn)行呢。
SLV-3 火箭，圖片來源：作者提供
印度也知道，這個(gè) SLV 火箭能力太弱，只能解決一個(gè)有沒有的問題，但絕對(duì)不實(shí)用，不到 40 公斤的運(yùn)載能力啥也干不成。
于是他們又在 SLV 的基礎(chǔ)上弄出了 ASLV，事實(shí)上就是在原來的基礎(chǔ)上又在一級(jí)加了助推器，所有的這些還都是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
ASLV 也確實(shí)把運(yùn)載能力提升了，提升到多少呢？近地軌道 150 公斤，還是不如咱們長(zhǎng)征一號(hào)。ASLV 首次發(fā)射的時(shí)候時(shí)間已經(jīng)來到了 1987 年，還有一年多筆者就要出生了。但直到筆者上了學(xué)前班，1994 年，它才在第四次試射當(dāng)中取得了徹底的成功。
ASLV 火箭，圖片來源：作者提供
成功了之后就會(huì)廣泛應(yīng)用？錯(cuò)，印度立馬就毅然決然地把這個(gè)火箭給拋棄了，因?yàn)楣腆w火箭的硬傷就是效率低，所以很難用它造出大運(yùn)載能力的火箭。
你別看印度火箭不太行，衛(wèi)星卻造的風(fēng)生水起，各種通訊衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星啊一個(gè)接一個(gè)，但這些衛(wèi)星要么太大，要么需要送到極地軌道，ASLV 都做不到，所以那段時(shí)間印度是嘗遍了有星無箭的苦。
終于有了款好用的！
于是印度人痛定思痛，跟液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開始死磕。借助蘇聯(lián)的部分經(jīng)驗(yàn)，他們終于造出了 PSLV，它的芯級(jí)有四級(jí)，一三級(jí)是固體，二四級(jí)是液體，還綁了六枚固體火箭助推器，近地軌道運(yùn)載能力 3.8 噸，還能把 1.2 噸的載荷送到地球同步軌道。
別看設(shè)計(jì)依然劍走偏鋒與美蘇都有所不同，但結(jié)果非常好，從 90 年代初開始，一直使用到了現(xiàn)在，可靠性非常高，不僅承擔(dān)了很多次的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，上次那個(gè)一箭 104 星天女散花也是它后來的改進(jìn)型干的。
PSLV火箭，圖片來源：作者提供
PSLV 的意義不僅在于印度從此終于有了一款能用好用的火箭，更重要的是，讓印度搞出了一種勞苦功高的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī) Vikas。
這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)是印度在法國(guó)的維京-2 型發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是阿麗亞娜火箭的那個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上搞出來的。它在印度的地位有點(diǎn)類似于 YF-20 在中國(guó)的地位，它是常規(guī)推進(jìn)劑，也就是肼燃料的，推力級(jí)別也差不多，七八十噸。
在 PSLV 上，它只是在第二級(jí)上小試牛刀，沒有當(dāng)主角，而當(dāng)印度發(fā)現(xiàn)它很可靠，并且他們需要運(yùn)載能力更強(qiáng)的火箭時(shí)，Vikas 扛起了印度航天大旗。
他們研制出了 GSLV 系列火箭，一共有三個(gè)型號(hào) MK1、MK2 和 MK3。一二代 GSLV 的其它配置基本相同，一級(jí)還是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，綁四個(gè)由剛才說的印度神機(jī) Vikas 推動(dòng)的助推器，二級(jí)還是 Vikas 發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖片來源：作者提供
值得一提的是，到了這個(gè)系列的火箭，印度終于開始玩高級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)——?dú)溲醢l(fā)動(dòng)機(jī)了。
氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)雖然搞大推力很難，但是它的效率非常高，特別適合火箭上面級(jí)使用，這時(shí)候因?yàn)槭Ｏ碌闹亓恳呀?jīng)很輕了，不需要起飛時(shí)那么大的推力了，但主打一個(gè)省“油”持久。
GSLV 第一代上的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)是從蘇聯(lián)買的 RD-56M，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)本來是蘇聯(lián)為載人登月設(shè)計(jì)的，但后來項(xiàng)目黃了，就改吧改吧賣出來掙外快了。后來印度自己也開發(fā)了氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，于是到 GSLV 第二代上，這個(gè)上面級(jí)就換成了印度自己產(chǎn)的。
GSLV 的第三代跟前兩代長(zhǎng)得完全不同了，芯一級(jí)換成了剛才說的 Vikas 發(fā)動(dòng)機(jī)，終于讓它當(dāng)了主角，而兩邊的助推器則還是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，而第三級(jí)厲害了，他們用了一臺(tái) 20 噸推力的 CE-20 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一種開式循環(huán)的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。這在目前全世界的上面級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)里面，推力都是數(shù)一數(shù)二的，要知道，咱們長(zhǎng)征五號(hào)上用的 YF-75D，推力只有 9 噸級(jí)別。
印度的運(yùn)載火箭族譜，圖片來源：作者提供
最近把月船送到月球的，就是這個(gè) GSLV-第三代。它的近地軌道運(yùn)載能力大約十噸，地球同步軌道運(yùn)載能力大約 4 噸，基本上就跟咱們成熟之后的長(zhǎng)征二號(hào)和三號(hào)這個(gè)系列差不多。
可以說，到了現(xiàn)在，印度的運(yùn)載火箭基本運(yùn)載能力，基本達(dá)到了咱們 90 年代的水平。就是說咱們 90 年代能發(fā)射什么他們現(xiàn)在基本也能發(fā)射了。
其實(shí)咱們能看出來，至少在運(yùn)載火箭這個(gè)方面，印度和咱們之間的差距一直以來，可以說既沒有明顯縮小，也沒有明顯擴(kuò)大，基本上是緊追不舍，甚至印度還有一些技術(shù)不亞于咱們。
比如大推力固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，因?yàn)樗麄円恢痹谟?，而我們航天上基本用的都是液發(fā)，所以就可能比我們成熟。再比如剛才說的 20 噸級(jí)的氫氧上面級(jí)，咱們是已經(jīng)試車過 25 噸級(jí)的了，而且是閉式膨脹循環(huán)的，比印度高級(jí)，但至少人家已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用飛向月球了，咱們的還沒有真的飛過。
印度的氫氧機(jī)第三級(jí)，圖片來源：作者提供
所以，在向科學(xué)技術(shù)巔峰攀登的路上，各國(guó)科研人員都在你追我趕，不進(jìn)則退。這是一個(gè)沒有硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)，不管是國(guó)外還是咱們中國(guó)，專業(yè)的人大多都正在埋頭苦干，咱們要做的就是關(guān)注，了解并正確看待，這才是對(duì)我們航天事業(yè)最大的支持。
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作者丨梁毅辰（茍勝老師） 西安航空學(xué)院講師
審核丨劉勇中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員
責(zé)編丨林林、丁崝
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